Elektron, tahminlere karşı, evrenin temel yapı taşlarından biri hakkında sorular sormak için mükemmel bir yuvarlak gibi görünüyor.
Bir elektronun şekli, boyutsuz bir noktayı çevrelediği düşünülen sözde sanal parçacıkların bulutuna karşılık gelir. Bilim adamları, bu bulutun olumlu ve olumsuz kutuplarından çekilmesinin bir sonucu olarak biraz bulutsuz olacağını tahmin etmişlerdir.
Fakat şimdi Imperial College London'dan fizikçi Jony Hudson ve meslektaşları, elektronun şeklini daha önce benzeri görülmemiş bir şekilde analiz ettiler ve milyonlarca milimetrenin milyonda birinin altına kadar ölçülebildiği kadar mükemmel bir küre olduğunu keşfettiler. bir santimetre milyarda biri.
Hudson, "Güneş sisteminin büyüklüğü kadar elektronu genişletmek istiyorsak, şeklini bir insan saçı genişliğinden daha az doğru ölçtük," diye anlatıyor Hudson, WordsSideKick.com'a.
Bulguların ortaya koyduğu sorular arasında, evrenin, elektronların ve daha az antimadde karşıtlarının pozitron denen bölümlerini içermemesi nedenidir. [Doğada Havalı Küçük Parçacıklar]
Kozmik sonuçlar
Bilim adamları, elektronların kendilerini, herhangi bir yükseklik, genişlik veya derinlikten yoksun, nokta benzeri nesneler olduğunu düşünürler. Bu arada, elektronu çevreleyen görünüşte boş alan "varoluş içinde ve dışında filizlenen parçacıklar ve antipartiküller çifti ile doludur - sözde" sanal parçacıklar "- böylece modern fizik elektronu sanal parçacıkların bulutundan ayrılmaz olarak görür onu çevreliyor, "Hudson açıkladı.
Bu bulutu kesin olarak ölçmek modern yöntemlerin kabiliyetinin ötesindedir, ancak bilim adamları bunu neredeyse tam olarak değil, bir küre olarak tahmin etmişlerdir. Bir elektron, pozitif ve negatif kutuplarla tamamlanmış küçük bir pil gibi düşünülebilir ve bu prensipte karşıt kutuplardan gelen bu çekme, bulutun şeklini çözecektir.
Bu çarpıklık olağandışı bir dakika olacak olsa da, sonuçlar kozmik bir ölçekte olacaktır. Örneğin, bu sapkınlık "evrenin neden neredeyse tamamen maddeden oluştuğunu ve antimadde bulunmadığını" açıklayabilir. "Mevcut fizik teorileri, kabaca eşit miktarda madde ve antimadde olması gerektiğini öngörmektedir."
Elektron dönmediyse, pozitrondan farklı davranabilir, bu da antimadde bilmecesine olası bir açıklama getirecektir. Herhangi bir fark, maddenin antimadde göre neden daha yaygın göründüğünü açıklayabilir.
Parçacık fiziğinin standart modeli şu anda, bir elektronun şeklindeki herhangi bir çarpıtmanın, mevcut deneylerin hassasiyetinin 100 milyar katından fazla olmak üzere, tespit edilmesi için çok küçük olduğunu öngörmektedir. Ancak, "hemen hemen tüm fizikçiler şu anki parçacık fiziği teorisinin hepimiz ve her şeyimiz olmadığına inanıyorlar," dedi Hudson.
Örneğin, karanlık maddeyi açıklamak için standart modelde değişiklikler yapılması gerekiyor mu? Evrendeki tüm maddenin yaklaşık yüzde 85'ini oluşturan görünmeyen, henüz tanımlanmamış bir bileşen mi? olabilir. Süpersimetri olarak bilinen bir teori gibi bu değişikliklerin çoğu, elektronların standart modele göre çok daha fazla eğimli olması gerektiğini öne sürmektedir.
Bir elektron nasıl ölçülür
Araştırmacıların deneyleri, elektrikli plakalar arasında ytterbium monoflorür moleküllerinin atımlarını ateşlemeyi içeriyordu. Bilim adamları daha sonra, bu elektrik alanlarındaki moleküllerin elektronlarının şeklini çıkarmak için nasıl büküldüğünü ölçmek için lazerler kullandılar. 25 milyon gibi bakliyat izledi.
Hudson, “Zorluk, böyle küçük bir etkiyi ölçmeye çalıştığımız” dedi. "İçine sokmak gerekirse: Zor ve nöronlarınızın ateş ettiğini düşünüyorsanız, inanılmaz derecede küçük bir manyetik alan oluştururlar. Bu manyetik alan, bir elektronun hareketini deneyimizin bozulma derecesine kadar bozacak kadar büyüktür."
Bu nedenle, manyetik alan oluşturmayan metal koruyucu ve özel laboratuar ekipmanı da dahil olmak üzere, aletlerini manyetik alanlara karşı kapsamlı bir şekilde korumak zorundaydılar.
Hudson, ölçümlerinin elektronun küresel olduğunu göstermesine rağmen, "hala hareketsiz oda var - elektron çok bozuk olabilir ve doğruluk düzeyimizle bu çarpıklığı gözlemlemezdik." Dedi.
"Çalışmamızın anlamı, parçacık fiziğinin standart modelinin henüz kanıtlanmamış olması ve bunun ötesine geçen teorilerin kısıtlanmış olması, ancak henüz de kanıtlanmamış olmasıdır."
Örneğin, yeni ölçümler standart modeli genişletmek için daha popüler teorilerden birinin üzerinde güçlü sınırlar koyduğunu, süpersimetri olduğunu söyledi.
Bilim adamları, hassasiyetlerini daha da geliştirmek için zaten çalışıyorlar.
Hudson, "Sonuç heyecan vericidir çünkü maddenin temel yapı taşlarından biri hakkında yeni bir şey buluyoruz," dedi. "Sonuçlar yeni parçacık fiziği teorilerine ışık tuttu."
Hudson ve meslektaşları bulgularını Nature dergisinin 26 Mayıs sayısında ayrıntılı olarak anlattılar.
En son bilim haberleri ve Twitter'daki keşifler için WordsSideKick.com'ı takip edin @wordssidekick ve üzerinde Facebook.